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비철 금속 재료

Al-Cu 합금을 용체화 처리하여 급랭한 뒤 시효하면, 석출물은 대략 GP 대 → θ'' → θ' → θ(Al₂Cu)의 순서로 바뀐다. GP 대에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A기지의 {100}면을 따라 Cu 원자가 1~수 원자층의 원판 모양으로 모인 것으로, 기지와 완전히 정합하며 상온 시효에서도 생긴다
  2. B결정립계를 따라 Cu가 결핍된 폭이 좁은 영역으로, 석출물이 생기지 않으므로 결정립계 근처가 연해지는 원인이 된다
  3. C평형상인 θ(Al₂Cu)가 입내에 조대하게 석출한 것으로, 기지와 비정합인 계면을 가지며 과시효 단계에서 나타난다
정답과 해설 보기

정답: A. 기지의 {100}면을 따라 Cu 원자가 1~수 원자층의 원판 모양으로 모인 것으로, 기지와 완전히 정합하며 상온 시효에서도 생긴다

급랭으로 과포화된 Cu 원자는 먼저 기지의 {100}면에 모여, 두께 1~수 원자층, 지름 수 nm인 원판 모양의 GP 대를 만듭니다. 결정 구조는 기지 그대로이며 완전히 정합하고, 계면 에너지가 작아 핵생성의 장벽이 낮으므로, 급랭으로 남은 과잉 공공의 도움을 받아 상온에서도 생기며 자연 시효의 경화를 담당합니다. 시효가 진행되면 정합이나 반정합인 중간상 θ'', θ'를 거쳐 비정합이고 조대한 평형상 θ가 되며, 과시효로 연화합니다. 결정립계 근처에서 Cu나 공공이 줄어 석출물이 생기지 않는 띠는 무석출대(PFZ)로, GP 대와는 다른 것입니다. 조대한 θ는 GP 대가 아니라 시효의 최종 단계인 평형상입니다.

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